JP2000074880A - Sample introducing method for microchip - Google Patents

Sample introducing method for microchip

Info

Publication number
JP2000074880A
JP2000074880A JP10242785A JP24278598A JP2000074880A JP 2000074880 A JP2000074880 A JP 2000074880A JP 10242785 A JP10242785 A JP 10242785A JP 24278598 A JP24278598 A JP 24278598A JP 2000074880 A JP2000074880 A JP 2000074880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
flow path
analysis
voltage
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10242785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirohisa Abe
浩久 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP10242785A priority Critical patent/JP2000074880A/en
Publication of JP2000074880A publication Critical patent/JP2000074880A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrict troubles caused by delay and dispersion in switching of voltage impressing directions. SOLUTION: In this sample introducing method, one end of a sample flow passage 4 is made to have 1.3 kV of potential, the other end is grounded (GND), one end of an analytical passage 5 is made to have 1.1 kV of potential, the other end is made to have 1.9 kV of potential, and a sample is moved to the vicinity of a crossing part 6 (A). Then, a potential of the passages 4, 5 are reduced to one-tenth to reduce electroendsmosis rate and a moving speed of the sample, and the sample is guided to the crossing part 6 (B). A voltage impressing direction is switched to make one end of the passage 5 have 0.11 of potential, to bring the other end into GND, and to make both ends of passage 4 floating potentials (C). Since the electroendsmosis rate and the moving speed of the sample are small, spreading of a sample plug and excessive moving are restricted even when delay and dispersion in switching of the voltage impressing directions are generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、極微量のサンプル
を高速かつ高分離で分析する電気泳動装置におけるマイ
クロチップのサンプル導入方法に関し、さらに詳しくは
透明板状部材の内部に分析流路とその分析流路に交差す
るサンプル流路が形成され、その透明板状部材の一表面
の分析流路及びサンプル流路に対応する位置に分析流路
又はサンプル流路に達する穴が形成されたマイクロチッ
プにおけるサンプル導入方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for introducing a sample of a microchip in an electrophoresis apparatus for analyzing a very small amount of sample with high speed and high separation. A microchip in which a sample flow path intersecting an analysis flow path is formed, and a hole reaching the analysis flow path or the sample flow path is formed at a position corresponding to the analysis flow path and the sample flow path on one surface of the transparent plate member. In the sample introduction method.

【0002】[0002]

【従来の技術】極微量のタンパク質や核酸などを分析す
る場合には、従来から電気泳動法が用いられており、そ
の装置化技術の例としてキャピラリ電気泳動装置があ
る。キャピラリ電気泳動装置は、内径が100μm以下
のガラスキャピラリー内に泳動バッファを充填し、一端
側にサンプルを導入した後、両端間に高電圧を印加して
分析対象物をキャピラリー内で展開させるものである。
キャピラリー内は容積に対して表面積が大きい、すなわ
ち冷却効率が高いことから、高電圧の印加が可能とな
り、DNAなどの極微量サンプルを高速、かつ高分解能
にて分析することができる。
2. Description of the Related Art In the case of analyzing a very small amount of protein, nucleic acid, or the like, an electrophoresis method has been conventionally used, and a capillary electrophoresis apparatus is an example of a technique for realizing the apparatus. A capillary electrophoresis device is a device in which a glass capillary having an inner diameter of 100 μm or less is filled with an electrophoresis buffer, a sample is introduced at one end side, and a high voltage is applied between both ends to develop an analyte in the capillary. is there.
Since the inside of the capillary has a large surface area relative to the volume, that is, high cooling efficiency, a high voltage can be applied, and a very small amount of sample such as DNA can be analyzed at high speed and with high resolution.

【0003】近年、取扱いが煩雑なガラスキャピラリー
に代わって、分析の高速化、装置の小型化が期待できる
形態として、D. J. Harrison et al./ Science 261 (19
93)895-897 や Anal. Chim. Acta 283 (1993) 361-366
に示されているように、2枚の基板を接合して形成され
たキャピラリー電気泳動に用いるチップ(マイクロチッ
プ)が提案されている。そのマイクロチップの例を図1
に示す。一対の透明基板(一般にはガラス、石英、樹脂
など)1,2からなり、一方の基板2の表面に互いに交
差するサンプル流路4と分析流路5を形成し、他方の基
板1にはサンプル流路4及び分析流路5の両端に対応す
る位置にリザーバ3を貫通穴として設けたものである。
In recent years, DJ Harrison et al./Science 261 (19) has been proposed as a form that can be expected to increase the speed of analysis and reduce the size of the apparatus in place of a glass capillary that is complicated to handle.
93) 895-897 and Anal. Chim. Acta 283 (1993) 361-366.
As shown in (2), a chip (microchip) used for capillary electrophoresis formed by joining two substrates has been proposed. Figure 1 shows an example of the microchip.
Shown in A pair of transparent substrates (generally, glass, quartz, resin, etc.) 1 and 2 are formed, and a sample flow path 4 and an analysis flow path 5 are formed on the surface of one substrate 2 so as to intersect each other. The reservoir 3 is provided as a through hole at positions corresponding to both ends of the flow path 4 and the analysis flow path 5.

【0004】このマイクロチップを使用するときは、両
基板1,2を(C)に示すように重ね、いずれかのリザ
ーバ3から泳動バッファをサンプル流路4及び分析流路
5中に注入する。その後、サンプル流路4の一方の端の
リザーバ3にサンプルを注入した後、各リザーバ3にそ
れぞれ電極を差し込むか、又は予め各リザーバ3に形成
された電極を用いて、サンプル流路4の両端に所定時間
だけ所定の高電圧を印加し、これによりサンプルをサン
プル流路4と分析流路5の交差部6に導く。次に、分析
流路5の両端に泳動のための所定の電圧を印加し、交差
部6に存在するサンプルを分析流路5内に導き、分離さ
せる。分析流路5の適当な位置に検出器を配置しておく
ことにより、分離成分の検出を行なう。また、交差部6
でのサンプルの拡散を防ぐために、サンプルを交差部6
に導くときには分析流路5に、またサンプルを分離する
ときにはサンプル流路4に、弱い電圧をかけることも行
なわれている。
When using this microchip, both substrates 1 and 2 are overlapped as shown in FIG. 1C, and an electrophoresis buffer is injected into the sample channel 4 and the analysis channel 5 from one of the reservoirs 3. Then, after injecting a sample into the reservoir 3 at one end of the sample flow path 4, an electrode is inserted into each of the reservoirs 3 or both ends of the sample flow path 4 are formed using electrodes formed in the respective reservoirs 3 in advance. A predetermined high voltage is applied for a predetermined time to guide the sample to the intersection 6 between the sample channel 4 and the analysis channel 5. Next, a predetermined voltage for electrophoresis is applied to both ends of the analysis channel 5, and the sample present at the intersection 6 is guided into the analysis channel 5 and separated. By arranging a detector at an appropriate position in the analysis channel 5, the separation component is detected. Also, at intersection 6
The sample at the intersection 6 to prevent the sample from spreading
In addition, a weak voltage is applied to the analysis channel 5 when the sample is guided to the sample flow channel, and to the sample channel 4 when the sample is separated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一般に高電圧を切り替
えるのは難しく、リレーなどを使うと遅れが生じる。多
くの場合、その遅れは1〜10ミリ秒程度である。一
方、例えばトリス−ホウ酸緩衝液(pH8.2)を用い
た場合、数百〜数千V/cmの電位を与えたとき、サン
プルが石英流路を電気浸透流によって運ばれる速度(以
下、電気浸透速度という)は、数μm/ミリ秒程度であ
る。そのため、リレーの高電圧の切替えの遅れによって
サンプル領域(サンプルプラグともいう)は数μmから
数十μmも動いてしまう。一般に電気泳動チップの構成
によって決定されるサンプルプラグの大きさは数十μm
であり、高電圧の切り替えの遅れによるサンプルプラグ
の移動が原因で、サンプルプラグの広がりや分析精度の
低下など、好ましくない現象が誘起される。
Generally, it is difficult to switch the high voltage, and a delay occurs when a relay or the like is used. Often, the delay is on the order of 1 to 10 milliseconds. On the other hand, for example, when a tris-borate buffer (pH 8.2) is used, when a potential of several hundreds to several thousands V / cm is applied, the speed at which the sample is carried by the electroosmotic flow through the quartz flow path (hereinafter, referred to as “the velocity”) The electroosmotic speed) is on the order of several μm / msec. Therefore, the sample area (also referred to as a sample plug) moves several μm to several tens μm due to a delay in switching the high voltage of the relay. Generally, the size of a sample plug determined by the configuration of an electrophoresis chip is several tens of μm.
In addition, undesired phenomena such as the spread of the sample plug and a decrease in the analysis accuracy are induced due to the movement of the sample plug due to the delay in switching of the high voltage.

【0006】そこで本発明は、サンプル注入時の電圧切
替えの遅れやばらつきによる不具合を抑制することを目
的とするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to suppress problems caused by delay or variation in voltage switching during sample injection.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によるマイクロチ
ップのサンプル導入方法は、透明板状部材の内部に分析
流路とその分析流路に交差するサンプル流路が形成さ
れ、その透明板状部材の一表面の分析流路及びサンプル
流路に対応する位置に分析流路又はサンプル流路に達す
る穴が形成されたマイクロチップを用い、サンプル流路
の両端にサンプル移動用の電圧を印加して、サンプル流
路の一端側に注入されたサンプルを分析流路とサンプル
流路の交差部に導き、その後、電圧印加を切り替えて分
析流路の両端にサンプルの分離分析用の電圧を印加して
サンプルを分析流路に導入するマイクロチップのサンプ
ル導入方法であって、少なくとも電圧印加方向の切替え
時にはサンプル流路での電気浸透流を抑えておくように
した方法である。
According to the method for introducing a sample of a microchip according to the present invention, an analysis flow path and a sample flow path intersecting the analysis flow path are formed inside a transparent plate-like member. Using a microchip having a hole that reaches the analysis flow path or the sample flow path at a position corresponding to the analysis flow path and the sample flow path on one surface, applying a voltage for moving the sample to both ends of the sample flow path The sample injected at one end of the sample flow path is guided to the intersection of the analysis flow path and the sample flow path, and then the voltage is switched to apply a voltage for sample separation analysis to both ends of the analysis flow path. This is a microchip sample introduction method for introducing a sample into an analysis channel, in which electroosmotic flow in the sample channel is suppressed at least at the time of switching the voltage application direction.

【0008】本発明では、電圧印加方向の切替え時に電
気浸透流を抑えるので、電気浸透速度及びサンプルの移
動速度は遅くなる。その結果、印加電圧方向の切替えに
10ミリ秒程度の遅れがあっても、実際にはサンプルは
ほとんど移動せず、分析精度に影響を与えない。
In the present invention, since the electroosmotic flow is suppressed when the voltage application direction is switched, the electroosmotic speed and the moving speed of the sample are reduced. As a result, even if there is a delay of about 10 milliseconds in the switching of the applied voltage direction, the sample hardly moves in practice and does not affect the analysis accuracy.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】電圧印加方向の切替え時に電気浸
透流を抑える方法の一態様は、サンプル流路の両端にサ
ンプル移動用の電圧を印加して、サンプル流路の一端側
に注入されたサンプルを分析流路とサンプル流路の交差
部に向かって泳動させる際、サンプルが交差部に近づい
たとき、上記電圧を小さくしてサンプルを交差部に導く
方法である。理論的には電気浸透速度は電圧に比例す
る。この態様では、電圧印加方向を切り替える前に、サ
ンプル移動用の電圧を小さくするので、電圧印加方向の
切替え時における電気浸透速度及びサンプルの移動速度
を遅くすることができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One mode of a method for suppressing electroosmotic flow when switching a voltage application direction is to apply a voltage for moving a sample to both ends of a sample flow path and to inject the voltage to one end of the sample flow path. When a sample is migrated toward the intersection of the analysis channel and the sample channel, when the sample approaches the intersection, the voltage is reduced to guide the sample to the intersection. Theoretically, the rate of electroosmosis is proportional to the voltage. In this aspect, before switching the voltage application direction, the voltage for moving the sample is reduced, so that the electroosmotic speed and the moving speed of the sample when switching the voltage application direction can be reduced.

【0010】電圧印加方向の切替え時に電気浸透流を抑
える方法の他の態様は、サンプル溶液又は泳動バッファ
の少なくともいずれかに増粘剤を添加する方法である。
理論上、電気浸透速度は粘性率に反比例するので、電気
浸透速度及びサンプルの移動速度を遅くすることができ
る。
Another embodiment of the method of suppressing the electroosmotic flow when switching the voltage application direction is a method of adding a thickener to at least one of the sample solution and the migration buffer.
In theory, since the electroosmotic speed is inversely proportional to the viscosity, the electroosmotic speed and the moving speed of the sample can be reduced.

【0011】電圧印加方向の切替え時に電気浸透流を抑
える方法のさらに他の態様は、サンプル流路を冷却する
ことである。サンプル溶液及び泳動バッファを冷却する
ことにより、サンプル溶液及び泳動バッファの粘性が増
加するので、電気浸透速度及びサンプルの移動速度を遅
くすることができる。
[0011] Still another embodiment of the method for suppressing the electroosmotic flow when switching the voltage application direction is to cool the sample channel. By cooling the sample solution and the migration buffer, the viscosity of the sample solution and the migration buffer increases, so that the electroosmotic speed and the moving speed of the sample can be reduced.

【0012】電圧印加方向の切替え時に電気浸透流を抑
える方法のさらに他の態様は、pHの小さいサンプル溶
液及び泳動バッファを用いることである。フューズドシ
リカキャピラリにおけるpHによる電気浸透流移動度
は、K. D. Lukacsらにより、J. High Resolut. Chromat
ogr. Chromatogr. Commun., 8, 407(1985)に報告されて
おり、pH3ではpH8より約一桁小さな値となること
が知られている。フューズドシリカ製のマイクロチップ
のように、溶液のpHによって表面の状態が変化するマ
イクロチップを使用するときには、サンプル溶液のpH
を低くして電気浸透速度及びサンプルの移動速度を調整
することができる。
Still another embodiment of the method for suppressing the electroosmotic flow at the time of switching the voltage application direction is to use a sample solution and a migration buffer having a low pH. Electroosmotic flow mobility with pH in fused silica capillaries was determined by KD Lukacs et al. In J. High Resolut. Chromat.
ogr. Chromatogr. Commun., 8, 407 (1985), it is known that at pH 3 the value is about an order of magnitude smaller than at pH 8. When using a microchip whose surface condition changes with the pH of the solution, such as a microchip made of fused silica, the pH of the sample solution
Can be adjusted to adjust the electroosmotic speed and the sample moving speed.

【0013】[0013]

【実施例】図2は、一実施例の動作を表す模式図であ
る。この実施例では、IEEE MEMS '97 Proceedings, 299
(1997)に従って作成した石英製電気泳動チップを用い
た。そのチップの構成は図1に示したものと同じであ
る。図2を用いてこの実施例を説明する。 (A)サンプル流路4、分析流路5及びリザーバ3に泳
動バッファを充填し、サンプル流路4の一端側のリザー
バ3にサンプルを注入した後、サンプルを注入した側の
サンプル流路4の一端に1.3kVの電圧を印加し、他
端をGND電位にする。また、分析流路5の一端に1.
1kV、他端に1.9kVの電圧を印加して分析流路5
へのサンプルの拡散を抑制する(分析流路5では泳動方
向の基端側を一端、進行方向の端部を他端とする)。サ
ンプルはサンプル流路4を移動して、所定の電圧印加時
間経過後、交差部6付近に導かれる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the operation of one embodiment. In this example, IEEE MEMS '97 Proceedings, 299
A quartz electrophoresis chip prepared according to (1997) was used. The configuration of the chip is the same as that shown in FIG. This embodiment will be described with reference to FIG. (A) The sample channel 4, the analysis channel 5, and the reservoir 3 are filled with an electrophoresis buffer, the sample is injected into the reservoir 3 at one end of the sample channel 4, and then the sample channel 4 on the side into which the sample is injected is filled. A voltage of 1.3 kV is applied to one end, and the other end is set to GND potential. In addition, 1.
A voltage of 1 kV and a voltage of 1.9 kV are applied to the other end, and the
(In the analysis channel 5, the base end in the electrophoresis direction is one end, and the end in the traveling direction is the other end.) The sample moves in the sample flow path 4 and is guided to the vicinity of the intersection 6 after a predetermined voltage application time has elapsed.

【0014】(B)サンプル流路4及び分析流路5の両
端に印加する電圧をそれぞれ1/10にする。その結
果、理論的に電気浸透速度及びサンプルの移動速度は電
圧に比例するので、電気浸透速度及びサンプルの移動速
度は小さくなる。この実施例ではサンプル流路4及び分
析流路5の両端に印加する電圧をそれぞれ1/10にし
ているが、本発明における電圧縮小率は1/10に限定
されるものではない。
(B) The voltages applied to both ends of the sample channel 4 and the analysis channel 5 are reduced to 1/10, respectively. As a result, since the electroosmotic speed and the moving speed of the sample are theoretically proportional to the voltage, the electroosmotic speed and the moving speed of the sample are reduced. In this embodiment, the voltages applied to both ends of the sample flow path 4 and the analysis flow path 5 are respectively 1/10, but the voltage reduction ratio in the present invention is not limited to 1/10.

【0015】(C)サンプルが交差部6に到達した後、
リレー(図示略)により電圧印加方向を切り替えて、分
析流路5の一端の電圧を0.11kVにしたままで、他
端の電圧をGND電位にする。このときサンプル流路4
の両端をフローティング電位にする。電気浸透速度及び
サンプルの移動速度は小さいので、電圧印加方向の切替
えの遅れやばらつきが生じても、サンプルプラグの広が
りや余分な移動を抑制することができる。
(C) After the sample reaches the intersection 6,
The voltage application direction is switched by a relay (not shown), and the voltage at one end of the analysis flow path 5 is kept at 0.11 kV, and the voltage at the other end is set to the GND potential. At this time, the sample flow path 4
To a floating potential. Since the electroosmotic speed and the moving speed of the sample are low, even if the switching or delay in the switching of the voltage application direction occurs, the spread and extra movement of the sample plug can be suppressed.

【0016】(D)分析流路5の他端をGND電位にし
たまま、一端の電圧を1.0kVに上げる。このとき、
サンプル流路4の両端に、0.13kVの電圧を印加し
て、分析流路5へのサンプルの拡散を抑制する。 (E)次に、サンプル流路4に印加する電圧を0.6k
Vに上げて分析流路5へのサンプルの拡散を適度に抑制
する。交差部6に導びいたサンプルを分析流路5で分離
した後、分析流路5の他端側の検出位置で検出器により
検出する。この実施例では、電圧印加方向の切替え時に
おける印加電圧を低下させて電気浸透速度及びサンプル
の移動速度を調節して小さくすることにより、電圧印加
方向の切替えの遅れやばらつきによるサンプルプラグの
広がりや余分な移動などの不具合を抑制し、分析精度の
低下を抑制することができる。
(D) With the other end of the analysis channel 5 kept at the GND potential, the voltage at one end is increased to 1.0 kV. At this time,
A voltage of 0.13 kV is applied to both ends of the sample flow path 4 to suppress the sample from diffusing into the analysis flow path 5. (E) Next, the voltage applied to the sample flow path 4 is increased to 0.6 k.
V to moderately suppress the diffusion of the sample into the analysis channel 5. After the sample led to the intersection 6 is separated in the analysis channel 5, it is detected by a detector at a detection position at the other end of the analysis channel 5. In this embodiment, the applied voltage at the time of switching the voltage application direction is reduced to adjust and decrease the electroosmotic speed and the moving speed of the sample. Problems such as extra movement can be suppressed, and a decrease in analysis accuracy can be suppressed.

【0017】図3は、この実施例における試料導入時の
様子を表す図である。 (A)サンプル流路4の両端にサンプル移動用の電圧を
印加し、サンプル流路4のa側から導入されたサンプル
のサンプルプラグを交差部6に形成し、サンプル移動用
の電圧をそれぞれ1/10にした(図2(A),
(B))。 (B)サンプル流路4の両端をフローティング電位に
し、分析流路5に分離分析用の電圧を印加して、電圧印
加方向を切り替えたところ、交差部6のサンプルプラグ
は静止したままであった(図2(C))。
FIG. 3 is a diagram showing a state when a sample is introduced in this embodiment. (A) A voltage for moving the sample is applied to both ends of the sample flow path 4, a sample plug of the sample introduced from the a side of the sample flow path 4 is formed at the intersection 6, and the voltage for moving the sample is set to 1 for each. / 10 (FIG. 2 (A),
(B)). (B) When both ends of the sample flow path 4 were set to the floating potential and a voltage for separation and analysis was applied to the analysis flow path 5 and the voltage application direction was switched, the sample plug at the intersection 6 remained stationary. (FIG. 2 (C)).

【0018】(C)サンプル流路4の両端に、サンプル
プラグ拡散防止用の電圧を印加し、分離分析用の電圧を
印加しつづけると、交差部6のサンプルは元のサンプル
プラグ形状を維持してd側へと移動を開始した(図2
(D))。 (D),(E)サンプルプラグ拡散防止用の電圧を上げ
て、分離分析用の電圧を印加しつづけると、きれいなサ
ンプルプラグが分離流路5のd側に導入された(図2
(E))。
(C) When a voltage for preventing sample plug diffusion is applied to both ends of the sample channel 4 and a voltage for separation and analysis is continuously applied, the sample at the intersection 6 maintains the original sample plug shape. And started moving to the d side (Fig. 2
(D)). (D), (E) When the voltage for preventing diffusion of the sample plug was increased and the voltage for separation and analysis was continuously applied, a clean sample plug was introduced to the d side of the separation channel 5 (FIG. 2).
(E)).

【0019】図4は、従来のサンプル導入方法における
試料導入時の様子を表す図である。 (A)サンプル流路4の両端にサンプル移動用の電圧を
印加し、サンプル流路4のa側から導入されたサンプル
のサンプルプラグを交差部6に形成した。 (B)分離分析用の電圧を印加して電圧印加方向を切り
替えた時に、リレーのON/OFFのばらつきにより、
交差部6のサンプルがc側に少し移動して広がった。図
ではサンプルはc側に移動しているが、d側に移動する
こともあり、移動する方向は必ずしも定まっていない。 (C)〜(D)その後、分離分析用の電圧を印加しつづ
けると、分析流路方向に広がったサンプルプラグが分離
流路5のd側に導入された。
FIG. 4 is a diagram showing a state at the time of sample introduction in the conventional sample introduction method. (A) A voltage for moving the sample was applied to both ends of the sample flow path 4, and a sample plug of the sample introduced from the a side of the sample flow path 4 was formed at the intersection 6. (B) When the voltage for separation analysis is applied and the voltage application direction is switched, the ON / OFF variation of the relay causes
The sample at the intersection 6 slightly moved to the c side and spread. In the figure, the sample moves to the c side, but sometimes moves to the d side, and the moving direction is not necessarily determined. (C) to (D) Thereafter, when the voltage for separation analysis was continuously applied, the sample plug spread in the analysis flow path direction was introduced to the d side of the separation flow path 5.

【0020】電気浸透速度及びサンプルの移動速度の調
節法として、サンプル溶液にヒドロキシプロピルセルロ
ースのような増粘剤を添加して、粘性を上げてもよい。
理論上、電気浸透速度及びサンプルの移動速度は粘性率
に反比例する。サンプル溶液の粘性を上げると、電気浸
透速度及びサンプルの移動速度を小さくすることができ
る。増粘剤としては、例えばシグマ社から2%溶液で5
0センチポアズ、100センチポアズ又は4000セン
チポアズになるヒドロキシプロピルセルロース試薬が販
売されている。なお、通常使用される泳動バッファの粘
性率は、20℃で1センチポアズ程度で、水とほとんど
変わらない。
As a method of controlling the electroosmotic speed and the moving speed of the sample, a viscosity may be increased by adding a thickener such as hydroxypropylcellulose to the sample solution.
In theory, the rate of electroosmosis and the rate of sample movement are inversely proportional to viscosity. Increasing the viscosity of the sample solution can decrease the electroosmotic speed and the moving speed of the sample. As the thickener, for example, 5% of a 2% solution from Sigma
Hydroxypropylcellulose reagents that sell at 0 centipoise, 100 centipoise, or 4000 centipoise are sold. The viscosity of a commonly used electrophoresis buffer is about 1 centipoise at 20 ° C., which is almost the same as that of water.

【0021】図5は、他の電気浸透速度及びサンプルの
移動速度の調節法に用いるマイクロチップを表す概略図
であり、(A)は斜視図、(B)は(A)のA−A’位
置に沿った断面図である。図1と同じ部分には同じ符号
を付し、説明は省略する。基板2のサンプル流路4及び
分析流路5の形成された面とは反対側の面のサンプル流
路4に対応する位置に、例えばダイシングにより形成さ
れた溝7が形成されており、その溝7には、溝7に合う
ように加工されたアルミニウムブロック8が挿入されて
いる。溝7とアルミニウムブロック8との間には、熱伝
導をよくするためにオイルが塗られている。溝7とは反
対側のアルミニウムブロック8の表面は、ペルチェ冷却
器9に接合されている。
FIGS. 5A and 5B are schematic views showing a microchip used for another method of adjusting the electroosmotic speed and the moving speed of the sample, wherein FIG. 5A is a perspective view, and FIG. 5B is a perspective view of AA ′ in FIG. It is sectional drawing along a position. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. A groove 7 formed by, for example, dicing is formed at a position corresponding to the sample flow path 4 on a surface of the substrate 2 opposite to the surface on which the sample flow path 4 and the analysis flow path 5 are formed. An aluminum block 8 machined so as to fit into the groove 7 is inserted into 7. Oil is applied between the groove 7 and the aluminum block 8 to improve heat conduction. The surface of the aluminum block 8 opposite to the groove 7 is joined to a Peltier cooler 9.

【0022】ペルチェ冷却器9により、アルミニウムブ
ロック8を介して、サンプル流路4に充填されたサンプ
ル溶液及び泳動バッファが凍らない程度にサンプル流路
4を冷却する。その結果、サンプル溶液及び泳動バッフ
ァの粘性が増し、電圧印加方向の切替え時における電気
浸透速度及びサンプルの移動速度を小さくでき、サンプ
ルプラグの広がりや余分な移動などの不具合を抑制する
ことができる。このような冷却による効果は、通常の泳
動バッファを用いた場合はもちろん、上記に示したよう
に増粘剤を添加した場合にとくに有効である。
The sample channel 4 is cooled by the Peltier cooler 9 via the aluminum block 8 to such an extent that the sample solution and the electrophoresis buffer filled in the sample channel 4 are not frozen. As a result, the viscosities of the sample solution and the migration buffer are increased, the electroosmotic speed and the moving speed of the sample when switching the voltage application direction can be reduced, and problems such as the spread and extra movement of the sample plug can be suppressed. Such an effect by cooling is particularly effective not only when a normal electrophoresis buffer is used but also when a thickener is added as described above.

【0023】フューズドシリカ製のマイクロチップのよ
うに、溶液のpHによって表面の状態が変化するチップ
を使用するときには、サンプル溶液及び泳動バッファの
pHを低くして電気浸透速度及びサンプルの移動速度を
調整するようにしてもよい。上記のようにサンプル溶液
及び泳動バッファのpHを低くすることにより、電圧印
加方向の切替え時の電気浸透速度及びサンプルの移動速
度を小さくでき、サンプルプラグの広がりや余分な移動
などの不具合を抑制することができる。
When using a chip whose surface condition changes depending on the pH of the solution, such as a fused silica microchip, the pH of the sample solution and the electrophoresis buffer is lowered to reduce the electroosmotic speed and the moving speed of the sample. It may be adjusted. By lowering the pH of the sample solution and the electrophoresis buffer as described above, the electroosmotic speed and the moving speed of the sample at the time of switching the voltage application direction can be reduced, and problems such as spreading of the sample plug and extra moving are suppressed. be able to.

【0024】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を
行なうことができる。本発明の実施態様例を下記に例示
する。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. be able to. Examples of embodiments of the present invention will be illustrated below.

【0025】(1) 透明板状部材の内部に分析流路と
その分析流路に交差するサンプル流路が形成され、その
透明板状部材の一表面の分析流路及びサンプル流路に対
応する位置に分析流路又はサンプル流路に達する穴が形
成されたマイクロチップを用い、前記サンプル流路の両
端にサンプル移動用の電圧を印加して、前記サンプル流
路の一端側に注入されたサンプルを前記分析流路と前記
サンプル流路の交差部に導き、その後、電圧印加方向を
切り替えて前記分析流路の両端にサンプルの分離分析用
の電圧を印加してサンプルを前記分析流路に導入するマ
イクロチップのサンプル導入方法において、サンプルが
交差部に近づいたとき、前記サンプル移動用の電圧を小
さくしてサンプルを交差部に導き、少なくとも前記電圧
印加方向の切替え時には前記サンプル流路での電気浸透
流を抑えておくことを特徴とするマイクロチップのサン
プル導入方法。
(1) An analysis flow path and a sample flow path intersecting the analysis flow path are formed inside the transparent plate member, and correspond to the analysis flow path and the sample flow path on one surface of the transparent plate member. Using a microchip having a hole reaching the analysis channel or the sample channel at a position, applying a voltage for moving the sample to both ends of the sample channel, and injecting the sample into one end of the sample channel. To the intersection of the analysis flow path and the sample flow path, and thereafter, switching the voltage application direction, applying a voltage for sample separation analysis to both ends of the analysis flow path, and introducing the sample into the analysis flow path. In the microchip sample introduction method, when the sample approaches the intersection, the voltage for moving the sample is reduced to guide the sample to the intersection, and at least when the voltage application direction is switched. The method for introducing a sample into a microchip according to claim 1, wherein an electroosmotic flow in the sample channel is suppressed.

【0026】(2) 透明板状部材の内部に分析流路と
その分析流路に交差するサンプル流路が形成され、その
透明板状部材の一表面の分析流路及びサンプル流路に対
応する位置に分析流路又はサンプル流路に達する穴が形
成されたマイクロチップを用い、前記サンプル流路の両
端にサンプル移動用の電圧を印加して、前記サンプル流
路の一端側に注入されたサンプルを前記分析流路と前記
サンプル流路の交差部に導き、その後、電圧印加方向を
切り替えて前記分析流路の両端にサンプルの分離分析用
の電圧を印加してサンプルを前記分析流路に導入するマ
イクロチップのサンプル導入方法において、サンプル溶
液又は泳動バッファの少なくとも一方に増粘剤を添加
し、少なくとも前記電圧印加方向の切替え時には前記サ
ンプル流路での電気浸透流を抑えておくことを特徴とす
るマイクロチップのサンプル導入方法。
(2) An analysis flow path and a sample flow path intersecting the analysis flow path are formed inside the transparent plate member, and correspond to the analysis flow path and the sample flow path on one surface of the transparent plate member. Using a microchip having a hole reaching the analysis channel or the sample channel at a position, applying a voltage for moving the sample to both ends of the sample channel, and injecting the sample into one end of the sample channel. To the intersection of the analysis flow path and the sample flow path, and thereafter, switching the voltage application direction, applying a voltage for sample separation analysis to both ends of the analysis flow path, and introducing the sample into the analysis flow path. In a method for introducing a sample into a microchip, a thickener is added to at least one of a sample solution and an electrophoresis buffer, and at least at the time of switching of the voltage application direction, electrolysis is performed in the sample channel. A method for introducing a sample into a microchip, characterized in that permeation is suppressed.

【0027】(3) 透明板状部材の内部に分析流路と
その分析流路に交差するサンプル流路が形成され、その
透明板状部材の一表面の分析流路及びサンプル流路に対
応する位置に分析流路又はサンプル流路に達する穴が形
成されたマイクロチップを用い、前記サンプル流路の両
端にサンプル移動用の電圧を印加して、前記サンプル流
路の一端側に注入されたサンプルを前記分析流路と前記
サンプル流路の交差部に導き、その後、電圧印加方向を
切り替えて前記分析流路の両端にサンプルの分離分析用
の電圧を印加してサンプルを前記分析流路に導入するマ
イクロチップのサンプル導入方法において、サンプル流
路を冷却して、前記電圧印加方向の切替え時には前記サ
ンプル流路での電気浸透流を抑えておくことを特徴とす
るマイクロチップのサンプル導入方法。
(3) An analysis flow path and a sample flow path intersecting the analysis flow path are formed inside the transparent plate member, and correspond to the analysis flow path and the sample flow path on one surface of the transparent plate member. Using a microchip having a hole reaching the analysis channel or the sample channel at a position, applying a voltage for moving the sample to both ends of the sample channel, and injecting the sample into one end of the sample channel. To the intersection of the analysis flow path and the sample flow path, and thereafter, switching the voltage application direction, applying a voltage for sample separation analysis to both ends of the analysis flow path, and introducing the sample into the analysis flow path. The method for introducing a sample of a microchip according to claim 1, wherein the sample flow path is cooled, and the electroosmotic flow in the sample flow path is suppressed when the voltage application direction is switched. Sample introduction method.

【0028】(4) 透明板状部材の内部に分析流路と
その分析流路に交差するサンプル流路が形成され、その
透明板状部材の一表面の分析流路及びサンプル流路に対
応する位置に分析流路又はサンプル流路に達する穴が形
成されたマイクロチップを用い、前記サンプル流路の両
端にサンプル移動用の電圧を印加して、前記サンプル流
路の一端側に注入されたサンプルを前記分析流路と前記
サンプル流路の交差部に導き、その後、電圧印加方向を
切り替えて前記分析流路の両端にサンプルの分離分析用
の電圧を印加してサンプルを前記分析流路に導入するマ
イクロチップのサンプル導入方法において、pHの小さ
いサンプル溶液及び泳動バッファを用い、前記電圧印加
方向の切替え時には前記サンプル流路での電気浸透流を
抑えておくことを特徴とするマイクロチップのサンプル
導入方法。
(4) An analysis flow path and a sample flow path intersecting the analysis flow path are formed inside the transparent plate member, and correspond to the analysis flow path and the sample flow path on one surface of the transparent plate member. Using a microchip having a hole reaching the analysis channel or the sample channel at a position, applying a voltage for moving the sample to both ends of the sample channel, and injecting the sample into one end of the sample channel. To the intersection of the analysis flow path and the sample flow path, and thereafter, switching the voltage application direction, applying a voltage for sample separation analysis to both ends of the analysis flow path, and introducing the sample into the analysis flow path. In the microchip sample introduction method, a low pH sample solution and a migration buffer are used, and the electroosmotic flow in the sample flow path is suppressed when the voltage application direction is switched. Microchip sample introduction method.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によるマイクロチップのサンプル
導入方法では、少なくとも電圧印加方向の切替え時には
サンプル流路での電気浸透流を抑えておくようにしたの
で、電圧印加方向の切替え時における電気浸透速度及び
サンプルの移動速度が小さくなり、電圧印加方向の切替
えの遅れやばらつきによるサンプルプラグの広がりや余
分な移動などの不具合を抑制し、分析精度の低下を抑制
することができる。
In the microchip sample introduction method according to the present invention, the electroosmotic flow in the sample flow path is suppressed at least at the time of switching the voltage application direction. In addition, the moving speed of the sample is reduced, and problems such as the spread or extra movement of the sample plug due to the delay or variation in switching of the voltage application direction can be suppressed, and a decrease in analysis accuracy can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 マイクロチップを示す図であり、(A)と
(B)はマイクロチップを構成する透明板状部材を示す
平面図、(C)はマイクロチップの正面図である。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a microchip, wherein FIGS. 1A and 1B are plan views showing a transparent plate member constituting the microchip, and FIG. 1C is a front view of the microchip.

【図2】 一実施例の動作を表す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an operation of one embodiment.

【図3】 同実施例における試料導入時の様子を表す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a state at the time of sample introduction in the embodiment.

【図4】 従来のサンプル導入方法における試料導入時
の様子を表す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state at the time of sample introduction in a conventional sample introduction method.

【図5】 他の実施例の電気浸透速度及びサンプルの移
動速度の調節法に用いるマイクロチップを表す概略図で
あり、(A)は斜視図、(B)は(A)のA−A’位置
に沿った断面図である。
5A and 5B are schematic views showing a microchip used in a method for adjusting the electroosmotic speed and the moving speed of a sample according to another embodiment, wherein FIG. 5A is a perspective view and FIG. 5B is an AA ′ line of FIG. It is sectional drawing along a position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 ガラス基板 3 リザーバ 4 サンプル流路 5 分析流路 6 交差部 1, 2 glass substrate 3 reservoir 4 sample flow path 5 analysis flow path 6 intersection

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明板状部材の内部に分析流路とその分
析流路に交差するサンプル流路が形成され、その透明板
状部材の一表面の分析流路及びサンプル流路に対応する
位置に分析流路又はサンプル流路に達する穴が形成され
たマイクロチップを用い、前記サンプル流路の両端にサ
ンプル移動用の電圧を印加して、前記サンプル流路の一
端側に注入されたサンプルを前記分析流路と前記サンプ
ル流路の交差部に導き、その後、電圧印加方向を切り替
えて前記分析流路の両端にサンプルの分離分析用の電圧
を印加してサンプルを前記分析流路に導入するマイクロ
チップのサンプル導入方法において、 少なくとも前記電圧印加方向の切替え時には前記サンプ
ル流路での電気浸透流を抑えておくことを特徴とするマ
イクロチップのサンプル導入方法。
An analysis flow path and a sample flow path intersecting the analysis flow path are formed inside a transparent plate member, and a position corresponding to the analysis flow path and the sample flow path on one surface of the transparent plate member. Using a microchip formed with a hole reaching the analysis channel or the sample channel, applying a voltage for moving the sample to both ends of the sample channel, the sample injected into one end of the sample channel The sample is guided to the intersection of the analysis flow channel and the sample flow channel, and then the voltage is applied to the sample flow channel by switching the voltage application direction and applying a voltage for sample separation analysis to both ends of the analysis flow channel. A method for introducing a sample into a microchip, wherein an electroosmotic flow in the sample flow path is suppressed at least at the time of switching the voltage application direction.
JP10242785A 1998-08-28 1998-08-28 Sample introducing method for microchip Withdrawn JP2000074880A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10242785A JP2000074880A (en) 1998-08-28 1998-08-28 Sample introducing method for microchip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10242785A JP2000074880A (en) 1998-08-28 1998-08-28 Sample introducing method for microchip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000074880A true JP2000074880A (en) 2000-03-14

Family

ID=17094263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10242785A Withdrawn JP2000074880A (en) 1998-08-28 1998-08-28 Sample introducing method for microchip

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000074880A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306266C (en) * 2001-04-09 2007-03-21 株式会社岛津制作所 Device and method for leading-in sample into microcrystalline chip electrophoresis
JP2012211894A (en) * 2011-03-23 2012-11-01 Arkray Inc Analysis device and analysis method
CN109387557A (en) * 2017-08-03 2019-02-26 爱科来株式会社 Analysis chip

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306266C (en) * 2001-04-09 2007-03-21 株式会社岛津制作所 Device and method for leading-in sample into microcrystalline chip electrophoresis
JP2012211894A (en) * 2011-03-23 2012-11-01 Arkray Inc Analysis device and analysis method
US8721859B2 (en) 2011-03-23 2014-05-13 Arkray, Inc. Analysis apparatus and analysis method
CN109387557A (en) * 2017-08-03 2019-02-26 爱科来株式会社 Analysis chip

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10181396B2 (en) Solid phase extraction with capillary electrophoresis
Seiler et al. Electroosmotic pumping and valveless control of fluid flow within a manifold of capillaries on a glass chip
US6110343A (en) Material transport method and apparatus
Shultz‐Lockyear et al. Effects of injector geometry and sample matrix on injection and sample loading in integrated capillary electrophoresis devices
WO2010048173A2 (en) High resolution focusing and separation of proteins in nanofluidic channels
EP1159605B1 (en) Methods for characterizing proteins
Piehl et al. Subsecond chiral separations on a microchip
US20030211631A1 (en) Microfluidic devices connected to capillaries with minimal dead volume
Tomáš et al. Coupling of hydrodynamically closed large bore capillary isotachophoresis with electrospray mass spectrometry
JP4527619B2 (en) Preconcentration interface for connecting liquid chromatography to capillary electrophoresis
US9683961B2 (en) Electrophoretic separation of analytes
JP4362987B2 (en) Sample introduction method in microchip electrophoresis
JP2006317357A (en) Microchip electrophoretic method and microchip electrophoretic apparatus
JP2006017731A5 (en)
US11364499B2 (en) Devices and methods for improved single-molecule detection
JP2000074880A (en) Sample introducing method for microchip
JP3475787B2 (en) Electrophoresis components
Gaspar et al. Split injection: A simple introduction of subnanoliter sample volumes for chip electrophoresis
JP2006234707A (en) Electrophoresis plate
CA2361718C (en) Apparatus and methods for high resolution separation of sample components on microfabricated channel devices
Liu et al. Subsecond separation of cellular flavin coenzymes by microchip capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection
US10564121B2 (en) Device and method for separation and analysis of trace and ultra-trace ionogenic compounds by isotachophoresis and zone electrophoresis on chip
JP2002310990A (en) Electrophoretic equipment
US20050133371A1 (en) Apparatus and method for Edman degradation on a microfluidic device utilizing an electroosmotic flow pump
Sueyoshi et al. Application of a partial filling technique to electrophoretic analysis on microchip with T-cross channel configuration

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050105

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20060307